[發明專利]諧振器及其制造方法

在審

• 申請號: 201310124937.5
• 申請日: 2013-04-11
• 公開（公告）號: CN103296993A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 龐慰;張孟倫;張浩
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H03H9/25
• 分類號: H03H9/25;H03H3/007
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明涉及諧振器工藝領域，并且特別地，涉及一種諧振器及其制造方法。?

背景技術

薄膜體聲波(BAW)諧振器和濾波器具有高品質因數、較高的功率承受能力、低成本的硅片封裝技術以及與集成電路(IC)技術的兼容性，使得它們廣泛應用于無線移動通信設備中。一個最簡單的BAW諧振器結構包括兩個金屬電極以及夾在兩電極間的壓電層，如氮化鋁(AIN)、氧化鋅(zinc?oxide)和壓電陶瓷(PZT)。BAW諧振器通常使用聲反射結構與支撐基底進行聲學隔離，聲反射結構包括在支撐BAW諧振器的薄膜下方形成的空氣腔或者由高、低聲阻抗材料交替堆疊形成的聲反射鏡。?

在BAW濾波器中，通常需要由不同諧振頻率的BAW諧振器(串聯諧振器和并聯諧振器)通過電學連接或者聲耦合的方式構成，并聯諧振器的諧振頻率比串聯諧振器的諧振頻率低。BAW諧振器的諧振頻率主要由諧振器各層膜厚決定，在基底上同時制作串聯諧振器和并聯諧振器的其中一種方法為同時制作串聯諧振器和并聯諧振器后在并聯諧振器的上電極之上再沉積質量負載。由于并聯諧振器和串聯諧振器相比多了質量負載，并聯諧振器的諧振頻率比串聯諧振器的頻率低，且并聯諧振器的諧振器頻率和串聯諧振器的諧振頻率的差值僅由質量負載的材料和厚度決定，簡化了BAW濾波器的設計和加工。當質量負載的圖案邊緣和上電極的圖案邊緣重合時，質量負載不會造成BAW諧振器性能的下降，BAW濾波器也將保持高性能。如果質量負載與并聯諧振器的上電極的圖案未對準，將導致諧振器性能受損，同時未對準的程度也將影響并聯諧振器的諧振頻率，使得并聯諧振器的實際諧振頻率偏移設計諧振頻率，最終導致BAW濾波器的性能的下降。并且，在某些情況下，串聯諧振器同樣可能包括質量負載，而如果串聯諧振器中的質量負載與電極未對準，同樣會降低串?聯諧振器的性能。?

圖1A所示為帶有質量負載的并聯諧振器100的截面圖。如圖1A所示，諧振器100包括壓電層110、下電極112、上電極114、質量負載116。圖1B為諧振器100的俯視圖，其中示出了上電極114和質量負載116圖案未對準的情況。參照圖1A和圖1B可以看出，質量負載116位于M1區域的部分116b沒有覆蓋上電極114，而上電極114位于N1區域的部分114b之下沒有質量負載116。如此加工形成的具有質量負載的并聯諧振器性能將比上電極114和質量負載層116圖案對準的并聯諧振器性能差，進而導致由串聯諧振器和并聯諧振器組成的濾波器性能受損。?

對于諧振器，Q值(品質因數)是BAW諧振器非常重要的性能指標，提高BAW諧振器Q值的一種方法為在諧振器上電極之下沉積周邊質量負載。當周邊質量負載的圖案外邊緣與上電極的圖案外邊緣重合時，Q值能夠得到最大化的提升。如果周邊質量負載與上電極的圖案不是同時生成的，可能造成兩層圖案未對準，導致諧振器Q值無法大幅提升，甚至造成諧振器Q值的下降。?

圖2A所示為帶有周邊質量負載的諧振器200的截面圖。如圖2A所示，諧振器包括壓電層210、下電極212、上電極214、周邊質量負載218(質量負載218呈方框形，圖2B中以虛線示出了周邊質量負載218被上電極214覆蓋的部分)。圖2B為諧振器200的俯視圖。參照圖2A和圖2B可以看出，上電極214和周邊質量負載218由于未對準，導致在M2區域中上電極214的一部分214b并未完全覆蓋周邊質量負載的一邊218a，而在N2區域中的上電極214的一部分214d超過周邊質量負載的一邊218b與壓電層210接觸。如此加工的帶有周邊質量負載的諧振器性能比上電極和周邊質量負載圖案對準的帶有周邊質量負載的諧振器性能差，Q值無法得到最大化的提升。?

另外，除了質量負載與上電極層未對準會對諧振器和濾波器帶來不良影響之外，諧振器中其他可能存在的多個層如果不能夠對準，同樣會影響諧振器以及濾波器的性能。?

針對相關技術中的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。?

發明內容

針對相關技術中因為諧振器中需要對準的多個層無法對準而影響諧振器和濾波器性能的問題，本發明提出一種諧振器及其制造方法，能夠使得諧振器中多個層的圖形自對準，避免多個層的圖形未對準導致諧振器性能受損的問題。?

本發明的技術方案是這樣實現的：?

根據本發明的一個方面，提供了一種諧振器的制造方法，該方法包括：?

在壓電層上方形成對準結構，其中，對準結構包括需要進行對準的多個層、以及用于將多個層進行對準的對準層；?

利用對準層將多個層中部分或全部層的邊緣部分去除，使經去除后多個層的邊緣彼此對準。?